C#教程1：基础入门

3/12/2025 379 阅读

1. C#简介和开发环境搭建

1.1 C#简介

诞生背景与发展历程

C# 是微软公司在 2000 年推出的一种面向对象的编程语言，是微软 .NET 战略的重要组成部分。它结合了 C++的高效性与 Visual Basic 的易用性，既可用于 Windows 应用程序开发，也能在 Web 开发、游戏开发（如Unity 游戏引擎广泛使用 C# 进行脚本编写）等领域大展身手。随着.NET 平台的不断演进，C# 语言也在持续更新，新增了许多实用的功能和改进，以适应现代软件开发的需求。

语言特点

面向对象 ：支持封装、继承、多态等面向对象特性，便于代码的组织、复用与扩展。例如，通过定义类来创建具有特定属性和行为的对象，模拟现实世界中的实体。
类型安全 ：在编译和运行时会对数据类型进行严格检查，减少因类型错误导致的程序崩溃等意外情况。
跨平台（通过 .NET Core 等实现） ：借助 .NET Core 等技术，C# 开发的应用可以运行在 Windows、Linux、macOS 等多种操作系统上，拓宽了其应用范围。

应用场景

Windows 桌面应用 ：利用 Windows 窗体（WinForms）或 WPF（Windows Presentation Foundation）开发出功能丰富的桌面软件，如办公软件、工具软件等。
Web 应用开发 ：结合 ASP.NET 框架，能够构建动态网站、Web 服务等，处理客户端请求并返回相应的动态内容。
游戏开发 ：在 Unity 游戏引擎中，C# 是主要的脚本编写语言，开发者可以使用它来控制游戏角色的行为、场景切换、碰撞检测等各个方面，创造出精彩的游戏体验。

1.2 VS（Visual Studio）环境搭建

下载与安装

选择合适的版本 ：Visual Studio 有多个版本，如社区版（免费，功能较为全面，适合个人开发者及小型团队）、专业版（付费，提供更多高级功能）、企业版（付费，面向大型企业，包含最全面的功能集）。对于初学者，推荐使用社区版。
下载地址 ：访问微软官方网站（https://visualstudio.microsoft.com/），在页面上找到对应版本的下载链接，根据自己的操作系统（如 Windows）进行下载。
安装步骤 ：运行下载好的安装程序，启动 Visual Studio 安装器。在安装器界面中，选择要安装的 Visual Studio 版本，然后在 “工作负载” 选项卡中，勾选 “.NET 桌面开发”（用于开发 Windows 桌面应用）和 “ASP.NET 和 Web 开发”（用于 Web 相关项目）等相关工作负载，以确保安装 C# 开发所需的组件。点击 “安装” 按钮，等待安装过程完成，期间安装程序会自动下载并安装所选工作负载对应的各种工具、模板等资源。

安装后配置

启动 Visual Studio ：安装完成后，首次启动 Visual Studio 时，会提示进行一些基本的设置，如选择默认的编辑器主题（浅色、深色等）、设置语言等，按照个人喜好进行配置即可。
更新组件 ：Visual Studio 会自动检查是否有可用的更新，建议及时更新到最新版本，以获取最新的功能和修复已知问题。

1.3 VS 创建项目、运行、调试

创建项目

打开 Visual Studio ：在主界面中，点击 “创建新项目”。

选择项目类型 ：在弹出的对话框中，搜索 “C#”，然后根据要开发的应用类型选择对应的模板。例如，若要创建一个简单的控制台应用程序，就选择 “控制台应用” 模板；若要开发 Windows 窗体应用，就选择 “Windows 窗体应用” 模板。选中模板后，点击 “下一步”。

配置项目信息 ：输入项目名称（如 “MyFirstCSharpApp”）、选择项目保存位置，可进一步设置解决方案名称（一般默认与项目名称相同）等，点击 “下一步” 按钮

在下一个页面选择.net版本，然后点击“创建”，Visual Studio 就会根据所选模板生成一个基础的项目框架，包含必要的文件和文件夹结构。

编写代码与运行

编写代码 ：以控制台应用程序为例，在生成的项目中，会有一个 “Program.cs” 文件打开，里面包含了一个简单的 “Hello World!” 程序代码框架。可以在代码编辑区修改代码，例如将 Console.WriteLine("Hello World!"); 修改为 Console.WriteLine("Welcome to C# Programming!");，实现输出不同的文本内容。

运行项目 ：点击 Visual Studio 界面顶部菜单栏中的 “调试” 菜单，选择 “开始执行（不调试）”（快捷键通常是 Ctrl + F5），或者直接点击工具栏上的运行按钮（绿色箭头图标）。对于控制台应用，运行后会在一个新的命令提示符窗口中输出相应的结果，如刚才修改后的文本内容 “Welcome to C# Programming!”。如果是 Windows 窗体应用，运行后会展示窗体界面。

调试

设置断点 ：在代码编辑区的行号处单击，添加一个断点（红色圆点标识）。当程序运行到该行代码时，会暂停执行，方便检查变量值、程序流程等。
启动调试 ：点击 “调试” 菜单，选择 “开始调试”（快捷键 F5），程序会在到达断点处暂停。此时，可以通过鼠标悬停在变量上查看变量的当前值，或者使用 “监视” 窗口（在调试菜单中找到 “窗口”->“监视” 打开）添加变量进行跟踪观察。

单步执行 ：在调试暂停状态下，使用 “步进”（F10）和 “步过”（F11）等功能进行单步执行代码，查看每一步代码执行后的状态变化，便于排查程序中的逻辑错误。例如，F10 是逐行执行代码，而 F11 可以进入函数内部执行。

2. C#基础语法

2.1 数据类型

数据类型

C# 是一种强类型语言

变量必须先声明类型才能使用。

C# 的数据类型分为值类型和引用类型。

值类型

整型：包括 sbyte、byte、short、ushort、int、uint、long、ulong。例如，int 是最常用的 32 位有符号整数类型。
浮点型：float（单精度，32 位）、double（双精度，64 位）。例如，科学计算中常用 double 以获得更高精度。
小数型：decimal，用于金融等领域，精度高，128 位。
布尔型：bool，只有 true 和 false 两个值。
字符型：char，用于表示 Unicode 字符，占 16 位。

引用类型

字符串型：string，用于表示文本，是不可变的字符序列。
数组型：如 int[]，存储一组同类型数据，数组本身是对象。
类、接口、委托：用户自定义的复杂数据结构。

2.2 变量

变量是存储数据的容器，声明时需指定类型和名称

变量的名称一般使用表示具体含义的英文单词来表示

int age = 20;	// 声明整型变量并初始化
float height = 1.75;	// 声明浮点类型变量并初始化
double weight = 65.5;	// 声明浮点类型变量并初始化
bool isStudent = true;  // 声明布尔类型变量并初始化
char grade = 'A';  //声明字符类型的变量
string name = "Isaac Newton"; //声明字符串类型的变量

// 创建一个整型数组，用于存储距离
int[] distances = new int[5]; // 创建一个长度为5的数组
// 初始化数组元素
distances[0] = 10; // 第一个距离
distances[1] = 20; // 第二个距离
distances[2] = 30; // 第三个距离
distances[3] = 40; // 第四个距离
distances[4] = 50; // 第五个距离

注意：变量可以在声明的时候不初始化，但是在使用之前一定要初始化！

int number; // 定义了一个变量
Console.WriteLine(number); // 错误：使用了未初始化的变量

number = 2.0
Console.WriteLine(number); // 没问题：变量已经被初始化

float pi = 3.14  // 定义了一个变量，同时进行了初始化
Console.WriteLine(pi); // 没问题：变量在被定义的同时就进行了初始化

2.3 运算符

算术运算符

+：加法，如 3 + 5 得 8。
-：减法，如 10 - 4 得 6。
*：乘法，如 6 * 7 得 42。
/：除法，整数相除结果为整数（舍去小数），浮点数相除结果为浮点数。
%：取模，求余数，如 10 % 3 得 1。

int a = 10, b = 3;
Console.WriteLine(a + b); // 输出 13
Console.WriteLine(a - b); // 输出 7
Console.WriteLine(a * b); // 输出 30
Console.WriteLine(a / b); // 输出 3（整数除法）
Console.WriteLine(a % b); // 输出 1

关系运算符

用于比较两个值的大小关系，结果为布尔值。

==：等于，如 5 == 5 为 true。
!=：不等于，如 5 != 3 为 true。
>：大于。
<：小于。
>=：大于等于。
<=：小于等于。

int x = 8, y = 5;
Console.WriteLine(x > y); // 输出 True
Console.WriteLine(x == y); // 输出 False

逻辑运算符

用于组合多个布尔表达式。

&&：逻辑与，当且仅当两边都为真时结果为真。
||：逻辑或，只要有一边为真结果就为真。
!：逻辑非，取反。

bool p = True, q = False;
Console.WriteLine(p && q); // 输出 False
Console.WriteLine(p || q); // 输出 True
Console.WriteLine(!p); // 输出 False

位运算符

对数据的二进制位进行操作。

&：按位与，两位都为 1 时结果位为 1。
|：按位或，只要有一位为 1 结果位就为 1。
^：按位异或，两位不同结果位为 1。
~：按位取反，将每一位取反。
<<：左移，将二进制位向左移指定位数，右边补 0。
>>：右移，将二进制位向右移，左边补符号位。

int m = 5; // 二进制 101
int n = 3; // 二进制 011
Console.WriteLine(m & n); // 输出 1（101 & 011 = 001）
Console.WriteLine(m | n); // 输出 7（101 | 011 = 111）
Console.WriteLine(m ^ n); // 输出 6（101 ^ 011 = 110）
Console.WriteLine(~m); // 输出 -6（按位取反加 1 为补码）
Console.WriteLine(m << 1); // 输出 10（101 左移一位为 1010）

2.4 分支与循环

2.4.1 分支结构

if 语句

根据条件是否成立执行不同代码块。

int score = 85;
if (score >= 90)
{
    Console.WriteLine("优秀");
}
else if (score >= 80)
{
    Console.WriteLine("良好");
}
else if (score >= 70)
{
    Console.WriteLine("中等");
}
else if (score >= 60)
{
    Console.WriteLine("及格");
}
else
{
    Console.WriteLine("不及格");
}

switch 语句

适用于多分支且条件为简单等于判断的情况。

string day = "Monday";
switch (day)
{
    case "Monday":
        Console.WriteLine("今天是周一");
        break;
    case "Tuesday":
        Console.WriteLine("今天是周二");
        break;
    case "Wednesday":
        Console.WriteLine("今天是周三");
        break;
    default:
        Console.WriteLine("其他日子");
        break;
}

2.4.2 循环结构

for 循环

重复执行代码块，次数通常已知。

for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
    Console.WriteLine(i);
}
// 输出 1 到 5

while 循环

先判断条件，条件为真时执行循环体。

int count = 1;
while (count <= 3)
{
    Console.WriteLine("循环次数：" + count);
    count++;
}

do…while 循环

先执行循环体，再判断条件。

int num = 10;
do
{
    Console.WriteLine(num);
    num--;
} while (num > 0);
// 输出 10 到 1

2.5 break 和 continue 关键字

break

用于终止最近的循环或 switch 语句，跳出整个结构。

for (int i = 1; i <= 10; i++)
{
    if (i == 5)
    {
        break; // 当 i 为 5 时终止循环
    }
    Console.WriteLine(i);
}
// 输出 1、2、3、4

continue

跳过当前循环的剩余代码，直接开始下一次循环。

for (int i = 1; i <= 5; i++)
{
    if (i % 2 == 0)
    {
        continue; // 跳过偶数的输出
    }
    Console.WriteLine(i);
}
// 输出 1、3、5

2.6 项目实战

2.6.1 猜数字小游戏

项目目标

通过随机生成一个数字，让用户输入猜测的数字，程序判断用户输入的数字与随机生成的数字的大小关系，直到用户猜中为止。

涉及知识点

变量的声明与使用
随机数生成
条件判断
循环结构
用户输入输出

实现代码

Random random = new Random();   // 创建随机数生成器
int targetNumber = random.Next(1, 101); // 生成1到100之间的随机数
int userGuess; // 定义用于保存用户输入的猜测的变量
int attemptCount = 0; // 定义用于记录用户猜测次数的变量
Console.WriteLine("欢迎来到猜数字游戏！");   // 输出欢迎信息
Console.WriteLine("我已经想好了一个1到100之间的数字，你能猜出来吗？");// 输出游戏目的

while (true)    // 无限循环，直到用户猜对为止
{
    Console.Write("请输入你的猜测："); // 输出提示信息
    string input = Console.ReadLine(); // 读取用户输入
    if (int.TryParse(input, out userGuess)) // 尝试将用户输入转换为整数
    {
        attemptCount++;     // 记录用户猜测次数
        if (userGuess == targetNumber) // 如果用户输入与目标数字相同
        {
            Console.WriteLine($"恭喜你，猜对了！这个数字是 {targetNumber}。");
            Console.WriteLine($"你一共猜了 {attemptCount} 次。");
            break;  // 跳出循环
        }
        else if (userGuess < targetNumber) // 如果用户输入小于目标数字
        {
            Console.WriteLine("太小了，再试一次！");
        }
        else // 如果用户输入大于目标数字
        {
            Console.WriteLine("太大了，再试一次！");
        }
    }
    else // 如果用户输入不是整数
    {
        Console.WriteLine("请输入有效的数字！");
    }
}

Console.WriteLine("游戏结束，谢谢参与！"); // 输出游戏结束信息

项目说明

使用 Random 类生成一个 1 到 100 的随机整数作为目标数字。
通过 while 循环不断接收用户输入。
使用 int.TryParse 方法安全地将用户输入的字符串转换为整数，避免输入非数字导致程序崩溃。
根据用户输入的数字与目标数字的大小关系，给出相应提示。
当用户猜中数字时，退出循环并显示猜的次数。

2.6.2 九九乘法表

项目目标

输出一个格式化的九九乘法表，展示 1 到 9 的乘法运算结果。

涉及知识点

循环结构（嵌套循环）
条件判断
字符串格式化输出

实现代码

Console.WriteLine("九九乘法表：");
for (int i = 1; i <= 9; i++)
{
    for (int j = 1; j <= i; j++)
    {
        Console.Write($"{j}×{i}={i * j}\t");
    }
    Console.WriteLine();
}

项目说明

外层 for 循环控制乘法表的行数，从 1 到 9。
内层 for 循环控制每行的列数，列数与当前行数相等。
使用字符串插值（$）格式化输出乘法表达式和结果。
每行输出完成后，使用 Console.WriteLine() 换行。

2.6.3 猜拳游戏

项目目标

模拟一个简单的猜拳游戏，用户与计算机进行猜拳，统计胜负次数。

实现代码

Random random = new Random(); // 创建随机数生成器
int userChoice, computerChoice; // 用户选择和电脑选择
int userWins = 0, computerWins = 0, draws = 0; // 记录用户、电脑、平局的次数
string[] choices = { "石头", "剪刀", "布" }; // 添加选项数组

Console.WriteLine("欢迎来到猜拳游戏！");
Console.WriteLine("规则：1=石头，2=剪刀，3=布");

while (true) // 循环
{
    Console.Write("请输入你的选择（1-3），输入0结束游戏："); // 提示信息
    string input = Console.ReadLine(); // 读取用户输入
    if (int.TryParse(input, out userChoice)) // 尝试转换为整数
    {
        if (userChoice == 0) // 输入0结束游戏
        {
            break; // 跳出循环，结束游戏
        }
        else if (userChoice < 1 || userChoice > 3) // 输入不在1-3之间
        {
            Console.WriteLine("请输入1-3之间的数字！"); // 提示信息
            continue; //跳过下面的代码，继续游戏
        }
        computerChoice = random.Next(1, 4); // 生成1到3的随机数
        // 输出用户和电脑的选择
        Console.WriteLine($"你出了：{choices[userChoice - 1]}，电脑出了：{choices[computerChoice - 1]}");
        // 判断胜负
        if (userChoice == computerChoice) // 平局
        {
            Console.WriteLine("平局！");
            draws++; // 记录平局次数
        }
        else if ((userChoice == 1 && computerChoice == 2) ||
                 (userChoice == 2 && computerChoice == 3) ||
                 (userChoice == 3 && computerChoice == 1)) // 判断玩家是否胜利
        {
            Console.WriteLine("你赢了！");
            userWins++;
        }
        else // 玩家输了
        {
            Console.WriteLine("电脑赢了！");
        }
    }
    else // 输入不是整数
    {
        Console.WriteLine("请输入有效的数字！");
    }
}
// 输出游戏结果
Console.WriteLine("\n游戏结束，统计结果：");
Console.WriteLine($"你赢了 {userWins} 次，电脑赢了 {computerWins} 次，平局 {draws} 次");

项目说明

使用 Random 类生成计算机的猜拳选择（1-3，分别代表石头、剪刀、布）。
用户通过输入数字选择自己的猜拳动作。
根据用户和计算机的选择判断胜负，规则为：石头胜剪刀，剪刀胜布，布胜石头。
使用 while 循环持续游戏，直到用户输入 0 结束。
统计并输出用户的胜次、电脑的胜次和平局次数。

2.7 购物清单管理

项目目标

使用数组和控制台输入输出，实现一个简单的购物清单管理系统。

涉及知识点

数组的声明与使用
循环结构（while 循环）
条件判断（if 语句）
变量的声明与使用
用户输入输出

实现代码

string[] items = new string[5]; // 存储购物清单中的商品名称
decimal[] prices = new decimal[5]; // 存储商品价格
int count = 0; // 当前购物清单中商品的数量
// 打印提示信息
Console.WriteLine("欢迎使用购物清单管理系统！");
Console.WriteLine("请输入以下操作的数字：");
Console.WriteLine("1. 添加商品");
Console.WriteLine("2. 显示所有商品");
Console.WriteLine("3. 退出程序");
// 循环处理用户输入
while (true)
{
    Console.Write("\n请选择操作：");
    string choice = Console.ReadLine(); // 读取用户输入
    if (choice == "1")
    {
        // 添加商品
        if (count < 5)
        {
            Console.Write("请输入商品名称：");
            items[count] = Console.ReadLine();
            Console.Write("请输入商品价格：");
            string priceInput = Console.ReadLine();
            decimal price;
            // 尝试将输入的字符串转换为decimal
            if (decimal.TryParse(priceInput, out price))
            {
                prices[count] = price;
                count++;
                Console.WriteLine("商品添加成功！");
            }
            else
            {
                Console.WriteLine("输入的价格无效，必须输入数字！");
            }
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("购物清单已满，无法添加更多商品！");
        }
    }
    else if (choice == "2") // 显示所有商品
    {
        if (count > 0)
        {
            Console.WriteLine("\n购物清单：");
            decimal total = 0;

            for (int i = 0; i < count; i++)
            {
                Console.WriteLine($"{i + 1}. {items[i]} - 价格：{prices[i]}");
                total += prices[i];
            }

            Console.WriteLine($"总商品数：{count}，总价：{total}");
        }
        else
        {
            Console.WriteLine("购物清单为空！");
        }
    }
    else if (choice == "3")
    {
        // 退出程序
        Console.WriteLine("感谢使用购物清单管理系统！");
        break;
    }
    else
    {
        Console.WriteLine("无效的操作，请重新选择！");
    }
}

项目说明

数组存储：使用两个数组 items 和 prices 存储商品名称和价格，count 记录当前商品数量。
主循环：通过 while (true) 循环持续显示菜单，根据用户输入执行不同操作。
添加商品：检查购物清单是否已满，输入商品信息并验证价格是否有效，有效则添加商品。
显示商品：遍历数组输出商品信息，计算并显示总商品数和总价。
退出程序：输出感谢信息并退出循环。
输入验证：对用户输入进行验证，确保操作和价格输入有效。

2.8 作业

作业目标

巩固 C# 基础语法知识，包括数据类型、变量、运算符、分支和循环结构。
提高编程实践能力，学会将理论知识应用于实际问题解决。
培养代码规范和注释习惯，提高代码可读性。

作业内容

项目：学生成绩统计与分析

需求描述

编写一个 C# 程序，实现以下功能：

输入 5 位学生的姓名和对应的成绩（成绩范围 0-100）。
计算并输出所有学生成绩的总分、平均分。
找出成绩最高的学生和成绩最低的学生，输出他们的姓名和成绩。
根据成绩划分等级：
- 90 分及以上为 A 级
- 80-89 分为 B 级
- 70-79 分为 C 级
- 60-69 分为 D 级
- 60 分以下为 E 级
统计每个等级的学生人数，并输出统计结果。

提示

使用数组或列表存储学生姓名和成绩。
运用循环结构完成输入和计算。
使用条件判断完成等级划分。
注意代码的规范性和可读性，添加必要的注释。

输出示例

请输入第 1 位学生的姓名：张三
请输入张三的成绩：85
请输入第 2 位学生的姓名：李四
请输入李四的成绩：92
请输入第 3 位学生的姓名：王五
请输入王五的成绩：78
请输入第 4 位学生的姓名：赵六
请输入赵六的成绩：65
请输入第 5 位学生的姓名：钱七
请输入钱七的成绩：88

成绩统计结果：
总分：408
平均分：81.6

最高分：92，学生姓名：李四
最低分：65，学生姓名：赵六

成绩等级分布：
A 级：1 人
B 级：2 人
C 级：1 人
D 级：1 人
E 级：0 人

作业提交要求

提交完整的 C# 源代码文件。
在代码中添加详细注释，说明每个部分的功能和实现逻辑。
输出结果应与示例格式一致，确保程序正确运行。

文章大纲

C#教程1：基础入门

1. C#简介和开发环境搭建

1.1 C#简介

1.2 VS（Visual Studio）环境搭建

1.3 VS 创建项目、运行、调试

2. C#基础语法

2.1 数据类型

2.2 变量

2.3 运算符

2.4 分支与循环

2.4.1 分支结构

2.4.2 循环结构

2.5 break 和 continue 关键字

2.6 项目实战

2.6.1 猜数字小游戏

2.6.2 九九乘法表

2.6.3 猜拳游戏

2.7 购物清单管理

2.8 作业

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